Бозон Хиггса

Построение единого описания эл.-магн. и слабого взаимодействий является важным достижением теории калибровочных полей, сравнимым по значимости с разработкой Максвеллом в кон. 19 в. единой теории эл.-магн. явлений. Количеств, предсказания теории эл.-слабого взаимодействия во всех проведённых измерениях оправдывались с точностью ssl%. Важным физ. следствием указанного построения является заключение о существовании в природе частицы нового типа — нейтрального Хиггса бозона. На нач. 90-х гг. такая частица обнаружена не была. Проведённые поиски показали, что её масса превышает 60 ГэВ. Теория не даёт, однако, точного предсказания для величины массы бозона Хиггса. Можно лишь утверждать, что значение его массы не превышает 1 ТэВ. Оценочные значения массы этой частицы лежат в диапазоне 300—400 ГэВ. [c.606]

Таким образом, если указанное представление о механизме появления масс частиц верно, то должны существовать бозоны Хиггса — фундаментальные частицы с весьма необычными свойствами. Их открытие будет доказательством важнейшей гипотезы стандартной модели. Об этих гипотетических частицах мы расскажем в 11. . [c.196]

Однако бозоны Хиггса существенно отличаются как от калибровочных бозонов, так и от всех остальных фундаментальных частиц, прежде всего по таким определяющим характеристикам, как спин и взаимодействие с другими частицами. [c.205]

Бозоны Хиггса — особая форма материи. И узнать, действительно ли они существуют, необходимо для понимания механизма появления масс частиц, а также для понимания природы вакуума. Поэтому поиск бозонов Хиггса — наиболее важная экспериментальная задача современной физики частиц. [c.205]

Поиск бозона Хиггса стандартной модели (Н ) [c.236]

Z ), осуществляют слабое взаимодействие. Массы этих тяжелых бозонов возникают за счет механизма Хиггса. [c.173]

Хиггсы, как и калибровочные бозоны, проявляются в виртуальном состоянии как кванты соответствующего поля (поля Хиггса), но должны существовать и в виде реальных физических частиц. [c.205]

Идея калибровочной инвариантности оказалась наиб, плодотворной в единой теории слабого и эл.-магн. вз-ствий (см. Слабое взаимодействие). В этой теории, наряду с фотоном, осуществляющим эл.-магн. вз-ствие, появляются новые векторные бозоны— ч-цы, переносящие слабое вз-ствие. Такие промежуточные векторные бозоны должны быть массивными вследствие того, что слабое вз-ствие проявляется лишь на очень малых расстояниях, <10-1 см. Однако кванты калибровочных полей должны быть безмассовыми, появление у них массы нарушает калибровочную инвариантность ур-ний движения. Выход из этого затруднения был предложен П. Хиггсом (США, 1964) и состоит в том, что в дополнение к спинорным полям, без нарушения К. с., вводятся связанные друг с другом калибровочными преобразованиями самодействующие скалярные поля (поля Хиггса). Самодействие этих полей выбирается так, чтобы калибровочно-инвариантное решение стало неустойчивым, т. е. не соответствующим минимуму потенц. энергии. Минимальной же энергии при этом соответствует непрерывная серия решений, каждое из к-рых не инвариантно относительно калибровочных преобразований, но серия в целом калибровочно инвариантна при калибровочных преобразованиях одно решение переходит в другое. Нарушение симметрии состоит в том, что в природе реализуется только одно из этих решений. Это явление наз. спонтанным нарушением симметрии, или эффектом Хиггса. Оно позволяет сделать бозоны тяжёлыми без нарушения К. с. в самих ур-ниях движения. При этом оказывается, что в число промежуточных векторных бозонов входят как электрически заряженные (>У+ и W ), так и нейтральный (г ). Масса должна быть 90 ГэВ, а 80 ГэВ масса фотона остаётся равной нулю. [c.238]

Новейшее развитие физики частиц явно выделило из всех микросоставляющих материи группу частиц, играющих особую роль и имеющих наибольшие основания ( на нач. 90-х гг.) именоваться истинно Э. ч. К ней относятс я фундам. фермионы спина V2 лептоны и кварки, составляющие три поколения, и калибровочные бозоны спина 1 (глюоны, фотоны и промежуточные бозоны), являющиеся переносчиками сильного и эл.-слабого взаимодействий. К этой группе, скорее всего, следует присоединить частицу со спином 2, гравитон, как пер1еноечи1са гравитац. взаимодействия, связывающего все частицы. Особую группу составляют частицы спина О, бозоны Хиггса, пока, впрочем, не обнаруженные. [c.607]

Этот сложный механизм можно очень упрощенно представить таким образом. В некотором (ненаблюдаемом) исходном состоянии, до своего рождения , частицы не обладают массами. Это зародышевое состояние симметрично, но неустойчиво (его энергия не минимальна). Взаимодействие с полем, квантами которого являются виртуальные бозоны Хиггса, дает толчок к споптаппому нарушению этой симметрии, и частицы переходят в более устойчивое состояние, приобретая массы. [c.196]

В гл. 10 мы кратко упомянули о механизме Хиггса в связи с появлением масс у тяжелых бозопов электрослабой теории. Открытие и и соответствие их масс предсказанным было доказательством основных положений электрослабой теории и сильным аргументом в пользу гипотезы о существовании ноля бозонов Хиггса, взаимодействие с которым приводит к появлению масс и И. Последовательное развитие электрослабой теории привело к предположению, что массы кварков и лентонов также должны быть обусловлены взаимодействием с нолем Хиггса. [c.196]

Роль бозонов Хиггса, которую они играют в общем сценарии стандартной модели, уникальна и становится особенно наглядной, если представить себе картину мира, соответствующую этой модели, по в котором их нет частицы были бы не просто неразличимыми по массе — они бы вообще не имели массы — а тогда неоткуда было бы взяться массе и в макромире. Но это уже сюжет для нисателей-фантастов. [c.205]

В простейшем варианте теории, принятом стандартной моделью, должен существовать только один тип бозона Хиггса, не имеющий элек- [c.205]

Намечаемые исследования можно условно разделить на два этапа до LH и LH и другие . До создания LH наибольшая энергия адронных коллайдеров остается за тэватроном, который после длительной остановки начал свой второй этан, подняв энергию пучков с 900 до 980 ГэВ и повысив в 20 раз светимость. В этот период у пего пет конкурентов в поиске бозонов Хиггса, серьезное указание на существование которых было получено на е+е -коллайдере LEP (см. 12.4). На тэватроне ведется также поиск суперсимметричных частиц, подробное изучение обнаруженных на этом коллайдере t-кварков и ряд других исследований. [c.235]

Ускоритель Лаборатории им. Энрико Ферми (США) разгоняет протоны до энергий 1000 ГэВ. При использовании его в режиме ускорителя на встречных пучках можно получить 2000 ГэВ (в системе ЦМ со светимостью /, = 10 см" -с" ). В Советском Союзе строится ) ускоритель протонов на 3000 ГэВ. В США подготовлен проект ускорителя на встречных пучках, позволяющего достичь энергий 2-20 ТэВ (в системе ЦМ) для проведения планируемых экспериментов необходима светимость L = 2-10 см -при энергии 20 ТэВ (в системе ЦМ) и Ь = 10 см -с при энергии 40 ТэВ (в системе ЦМ). Программа исследований предусматривает, в частности, поиски бозонов Хиггса ( 2.9), скварков и глюино ( 2.11). [c.46]

Развитие понятия нарушения симметрии привело к необходи-мости включения в теорию скалярного поля (инвариантного по отношению к операциям трансляции, вращения и отражения координат). С этим полем ассоциируется частица с нулевым спином бозон Хиггса, появляющийся в теории на том же уровне элементарности, что и лептоны, и кварки. Если он существует, то должен заменить четыре калибровочных бозона электрослабого взаимодействия, приведенных в табл, 2.1. Теория предсказывает для бозона Хиггса массу, равную 10—50 ГэВ/с . Он может распадаться на пару кварков и антикварков, например bub, которые в свою очередь должны давать адронные струи. [c.71]

Естественно было считать, что различие в массах мюона и электрона каким-то образом связано с различием мюонных и электронных нейтрино (см. 105). Однако эту связь понять было трудно, так как различие в свойствах нейтрино относится к особенностям слабого взаимодействия, которое, казалось бы, не может заметным образом влиять на значение массы частиц. Положение еще больше осложнилось в 1975 г., когда был открыт тяжелый т-лептон (см. 107) с массой 1,78 ГэВ (тяжелее протона). Возможно, что решение вопроса о массе заряженных лептонов будет получено в развивающейся в настоящее время единой теории слабых и электромагнитных взаимодействий, в которой постулируется существование массообразующих бозонов Хиггса (см. 130). [c.180]

В.месте с тем в построении реалистич. модели В. о, имеются трудности, связанные с описанием скалярных частиц — т. н. Хиггса бозонов, наличие К-рых в теории обеспечивает (за счет Хиггса. кеханиз.ча) спонтанное нарушение симметрии и возникновение масс у про.межуточных векторных бозонов (переносчиков слабого взаимодействия), лептонов и кварков. В существующих моделях состав мультиплетов кварков, лептонов и скалярных частиц и спектр их масс не фиксируются си.м.метрие , а вводятся в теорию феноменологическя, Серьёзные трудности вызывает также объяснеппе различия на 12 порядков. масштабов расстояний, на к-ры1 происходит нарушение едино] симметрии G и си.чмет. рии ЭСВ (т. н. проблема иерархии). [c.254]

В калибровочных теориях электрослабых взаимодействий есть иные механизмы Д. б.-р. В частности, в теориях с дважды заряженными скалярными Хиггса бозонами возможен Д. б.-р. виртуальных хиггсовских частиц. В ряде калибровочных теорий возможен также необычный механизм безнейтринного Д. б.-р. [c.561]

Роль К. в физике элементарных частиц чрезвычайно важна, поскольку эта система может служить пробни ком сального взаимодействия на малых расстояниях. Этот пробник уникален, т. к. он даёт прямую информацию о свойствах глюонных полей (см. Глюоны). В частности, распады К. являются источником глюонов, здесь могут быть исследованы их свойства и специфика процесса превращения глюонов в адроны. Кроме того, К.— удобный объект для исследования слабого взаимодействия. Нанр., распады К. являются одним из важных источников информации о разл. экзотич. объектах, возникающих в теории,— Хиггса бозонах, аксионах и т. д. [6]. [c.343]

Связь М. с нейтрино описывается членом лагранжиана (v ) =M - - э. с., где h — безразмерная константа, vj — оператор поля левого нейтрино (черта означает дираковское сопряжение, индекс с — зарядовое сопряжение, 3. с. — эрмитово-сопряжённый член). При испускании или поглощении М. нейтрино переходят в антинейтрино V, и наоборот. Взаимодействия М. сзаряж. пептонами и кварками сильно подавлены они возникают в высших порядках теории возмущений и (или) в результате смешивания М, с нейтральными Хиггса бозонами. Из-за аксиальной структуры связей М. обмен М. в веществе приводит, как можно показать, к потенциалу V r) с очень малой константой. М. может приобретать малую массу вследствие дополнит, взаимодействий, явно нарушающих лептонное число [2]. [c.28]

В наст, время известно, что эл.-магн. взаимодействие ответственно лишь за малую долю М. электрона. Известно также, что осн. вклад в М. нуклонов дает сильное взаимодействие, обусловленное глюонами, а не М. входящих в нуклоны кварков. Но не известно, чем обусловлены М. лептонов и кварков. Существует гипотеза, что здесь осн. роль играют фундам. бозоны с нулевым спином — т. н. хиггсовы бозоны (см, Хиггса механизм). Поиски этих частиц — одна из осе. задач физики высоких анергий. [c.51]

СУПЕРОБЪЕДИНЁНИЕ — объединение сильного, эл,-матн., слабого и, возможно, гравитац. взаимодействий в рамках теории суперсимметрии. Стандартная модель великого обьединени.ч, включающая в себя единую теорию электрослабого взаимодействия с энергетич. шкалой 100ГэВ и квантовую хромодинамику, подтверждена опытом во всех своих предсказаниях. При переходе к теории С. возникает шкала существенно др. порядка (10 ГэВ). Это ведёт к т. н. проблеме иерархии, т. с. трудностям в сосуществовании столь разных шкал. Масса скалярных Хиггса бозонов в стандартной модели должна быть порядка (10 —10 ) ГэВ. Такое значение массы трудно по- [c.23]

ХИГГСА БОЗОНЫ—гипотетич. бесспиновые частицы, обеспечивающие механизм спонтанного нарушения калибровочной симметрии состояний физ. системы (см, Хиггса механизм. Спонтанное нарушение симметрии). [c.404]

ХИГГСА МЕХАНИЗМ — механизм возникновения массы у калибровочного поля вследствие спонтанного нарушения локальной симметрии [I—3]. При спонтанном нарушении локальной симметрии (см. Спонтанное нарушение симметрии) безмассовые голдстоуновские бозоны не появляются в калибровочно инвариантном секторе, а безмассовое калибровочное поле становится массивным. [c.404]

Хиггса бозон 71 Хромодинамика квантовая 67 Хромоны 155 [c.332]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...